热处理常用计算公式.docx
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热处理常用计算公式
热处理常用计算公式
高斯误差函数〔根据菲克第一、第二定律及边界条件导出〕
注:
C在时刻t离外表距离为x处的浓度;Co——原始的
均一浓度;Cs恒定值的外表浓度
气体渗碳层深、温度、时间、碳势之相关经验公式
1.F.E哈里斯()
〔H为渗碳层深〕
〔D为全渗碳层深〕
⑴H二bboe"287/T\t
(2)D=31.6&/lO(67O0T)
〔「’F•4bo,金兰绝对温度〕
⑶D=800Jt/lO〔3700t〕〔t为开尔文绝对温度〕
2.公式简化
(1)H二0.457讥(t=870C)
⑵H二0.533\t(t=900c)
⑶H二0.635t(t=825c)
〔T为渗碳时间〕
H二0.46970.243t
4.真空渗碳经验公式
lx802.^/t
/八dt=
(1)(6700、
10
11.5T+492丿
C[co
注:
dt为总渗碳深度〔mm〕;tc为渗碳期时间〔h〕;t为渗碳总时间〔h〕;g为技术要求的外表碳浓度;T为工艺〔渗碳〕温度〔匸〕;Co为工件原始碳浓度。
扩散期时间为
td=t
5.渗碳深度数学模型[热加工工艺,1991〔4〕][金属热处理,1997
〔4〕]
〔1〕20CrMnMo:
S二-0.61490.577310.5747C
〔2〕20CrMnTiS0.52480.557610.4218C?
s:
渗碳层深度〔mm〕t:
渗碳时间〔h〕s:
渗碳碳势〔%〕
6.几种渗碳钢渗层深度与渗碳时间对照表
〔1〕20Cr.20CrMnTi渗层深度与渗碳时间对照表
渗碳层深度6〔mm〕
强渗时间〔h〕
扩渗时间〔h〕
0.6~1.0(0.8)
2.0
1.0
0.8~1.2(1.0)
2.5
1.5
1.0~1.4(1.2)
3.0
2.0
1.2~1.6(1.4)
3.8
2.5
〔2〕15#、20#钢渗层深度与渗碳时间对照表
渗碳层深度6〔mm〕
强渗时间〔h〕
扩渗时间〔h〕
0.6~0.9(0.8)
3.0
0.5~1.0
0.8~1.2(1.0)
4.0
1.0
1.0~1.4(1.2)
5.0
1.0
1.2~1.6(1.4)
6.0
1.5
7.典型滴注式〔控制渗剂滴量〕气体渗碳工艺
930±109
C
o
880乜
T
I
排号
均温.
强渗
扩散
降温
\
甲醇
甲醇
煤油
甲醇
甲醇
〔A〕
〔B〕
〔C〕
〔D〕
(E)
*t/h
注:
A——180~200D/min翻开排气孔
B——160~180D/min关小排气孔
C——105~115D/min调节排气孔
D——120~130D/min
E——120~130D/min
三、反映淬透性的碳当量(Cep)计算
Cep=C〔6Mn115Ni^Cr^Mo'P
四、因态金属熔点的估算
七熔=1535-65[C]-30[P]-25[S]-20[Ti]-8[Si]-5[Mn]-4[N\]-2[V]-2[Mo]-8qB]-1.5[Gr]-1[W]-1300[H]-90[N]-8qO]C
五、金属再结晶温度与熔点的关系
(1)t再二0.4t熔-164C
(2)T再0.35~0.40T熔
六、几种强度(硬度)指标的简易换算
1.HB与二b的近似换算:
(1)轧制反锻钢件:
-b=3.4~3.6HB
(2)铸钢件:
匚b=3~4HB
(3)铬钼硅钢:
二b=3.5HB
⑷铬钼钢:
二b=3.3HB
(5)硬铝合金:
二b=3.7HB
(6)黄铜(合金):
二b=5.3HB
(7)纯铜(紫铜):
匚b=4.8HB
(8)灰口铸铁:
二b
2.HRC与二b(MPa)的换算:
二b=-801.24+50.8HRC
3.HRC与HV的换算:
“233HRC14500
HV=
100—HRC
七、4s#力学性能与回火温度的函数关系式
1.-b=2263.8-2.65t(MPa)(t为回火温度:
200~700C)
2.5=-11.39+0.066t(%)(t为回火温度:
200~700C)
3.HRC=75.46-0.09bt(t为回火温度:
200~700C)
4.HRC=(819-t)/10
八、钢的成分、回火温度与硬度三元回火方程式
HRC=75.5-0.094tC6.66W(C)
注:
HRC为洛氏硬度值;tC为回火温度;W(C)为钢的碳含量
或碳当量,对于合金钢,碳当量以下式计算:
Cep二C16Mn打CrMoVJNiCu
九、钢的临界点计算
1.下临界点的近似计算:
(1)
Ac,=72325[Si]15[Cr]30[W]40[Mo]50[V]-7[Mn]
-15[Ni]C
(2)Ac,=591301-25[Mn]40[Si]-26[Ni]42[6]C
A=723-18[Ni]-14[Cu]-12[Mn]8[W]16[Mo]20[Cr]
26[Si]55[V]C
(4)Ag=722—14[Mn]—14[Ni]22[Si]23[Cr]C
(5)A®=723-11[Mn]-17[Ni]29[Si]17[Cr]6[W]290[A]C
(6)Ae〔=755-33[C]-23[Si]-18[Mn]17[Cr]5[Mo]16[V]C
2.上临界点〔AC3〕的近似计算:
〔1〕Ac3=855-180[C]-14[Mn]-18[Ni]-2[CJ45[Si]C
Ac厂900-206[C]-15[Ni]-30[Mn]-11[Cr]-20[Cu]
45[Si]104[V]32[Mo]13[W]700[P]C
Ac3二930-395[C]-14[Mn]55[Si]6[Cr]25[Mo]
83[V]C
Ac厂910-320[C]-14[Ni]-12[Cu]-10[Mn]5[Cr]
7[W]14[Mo]18[Si]5[V]C
〔本经验公式适用于含碳量w0.40%的钢种〕
Ac3=782-150[C-0.40]-14[Ni]-12[Cu]-10[Mn]5[Cr]
7[W]14[Mo]18[Si]5[V]C
〔适用于含碳量〉0.40%的钢种〕
〔6〕Ac=854-180[C]44[Si]-14[Mn]-1.7[Cr]-18[Ni]C
〔7〕AC3=591538—323[C]—25[Mn]80[Si]-32[Ni]-3[C门C
〔仅适用于0.30~0.60%C,W2%Mn1%Si,w3.5%Ni,w
1.5%Cr,w1.5%Md的钢种〕
3.上临界点〔Acm〕的近似计算:
Acm=723340[x-0.80]-30[Ni]-18[Cu]-15[Mn]11[W]22[Mo]
30[Si]60[Cr]80[V]
〔式中X为钢的含碳量〕
4.贝氏体转变临界点〔Bs~Bf〕
〔1〕Bs=830-270[C]-90[Mn]-37[Ni]-70[C门-83[Mo]C
〔该公式仅适用于0.10~0.55%C,0.20~1.70%Mn,w5.0%Ni,
w3.5%Cr,w1.0%Mn的钢种〕
Bs=630-45[Mn]-35[Si]-40[V]-30[6]-24[Mo]-20[Ni]
-12[W]C
(3)Bs=830-270[C]-90[Mn]-37[Ni]-70[C门_83[Mu]C
B50二Bs=60C
Bf二Bs-120C
注:
当钢的成分为0.10~0.55%C,0.10~3.5%Cr,
0.20~1.70%Mn,0.10~5.0%Ni时,计算误差在士20~25C
5.马氏体转变临界点(Ms~Mf)
(1)Ms=520-320[C]-50[Mn]-30[Cr]-20[Ni]-S[Si]C
Ms=538_317[C]_33[Mu]-28[C门_17[Ni]_11[Si]_11[Mo]-11[W]C
(适用于合金结构钢的Ms点计算)
Ms二517-317[C]-33[Mn]-26[C门一16[Ni]-10[Si]-10[Mo]-10[W]C
(4)Ms=517—300[C]—33[Mn]-26[Cr]-16[Ni]-10[Si]-10[Mo]C
(5)Ms=520-50[Mn]-30[Cr]-20[NiMo]-S[CuSi]-320C
〔适用于0.20~0.80%C的工业用钢〕
(6)
(8)
(9)
Ms=5141-0.62C1-0.092Mn1-0.07Cr1-0.033Si
1-0.045Ni1-0.029Mo1-0.013WC
Ms=4951-0.62C1-0.07Cr1-0.092Mz1-0.029Mo
1-0.033Si1-0.013W1-0.045Ni1-0.012CoC
Ms=795-5500[C]-45[Mn]一35[V]-30[Cr]-20[Ni]-16[Mo]
—8[W]—5[Si]6[Co]15[Al]C
Ms=525-350[C-0.05]-45[Mn]-35[V]-30[Cr]-20[Ni]
-16[Mo]-8[W]-5[Si]6[Co]15[Al]C
(10)Mx二K-474[C]-33[Mn]-17[Ni]-17[C门-21[Mo]
Ms,K-561;M10,K=55仁3;M50,K=514一9;
M90,K=561;Mf,K=346一15;
(11)FeMs合金马氏体转变终3点:
Mf=650-560C-273C
6.马氏体形成量与形式温度的关系(工业用钢)
(1)“100=Ms-215=15C
(2)M90=Ms-103-10C
(3)M50=Ms-47-9C
(4)M1厂Ms-10-3C
十、常用钢的热处理回火方程式(50种)(黄春峰,热加工工艺,1993,
NO.3)
使用说明:
(1)钢村原材料化学成分及力学性能应符合国家技术标准要求
(GB.YB等),最大外径(或有效厚度)接近或小于临界直径;
(2)在淬火温度、回火时间与定值的条件下,回火方程仅适用于常规淬火、回火工艺;不可用于亚温淬火、复合热处理、形变热处理工艺等;
(3)在热处理过程中,还应选择正确的淬火介质,使冷却能力满足工艺要求;钢材要按要求预备热处理;除高速钢外,一般仅进行一次回火;
(4)考虑到随机因素影响,钢材热处理后,回火实际硬度和温度与
计算所得数据允许误差为w5%;
(5)H^HRC,Hq-HB,H3_HV,H^HRA
1
30#
855°C/水
H1=42.5-(%0T
2
40#
835°C/水
H1=65-%5T
3
45#
840°C/水
h1=62%00t2
4
L,
50
825°C/水
已=70.5-%T
5
60#
815°C/水
已=74-〔%5『
6
65#
810°C冰
也=78.3-%2T
7
20Mn
900°C/水
H4=85-(%T
8
20Cr
890°C/油
已①-绘丁
9
12CrZNi4
865"C/油
H1=72.5-(%0T
(Tw4009)
865°C/油
也=67.5-(%°T
(T>400°C)
10
18CrZNi4W
850X/油
Hi=48-(%20000厂
11
18CrZNi4A
870°C/油
H1=48-%000°t2
12
20CrMnTiA
870°C/油
H1=48%6000T2
13
30CrMo
880°C/油
H1=625-%6T
14
30CrNi3
830°C/油
已=600-〔篦T
15
30CrMnSi
880°C/油
H1=62-(%5T
16
35SiMn
850°C/油
H2=540-(%T
17
35CrMoV
850七/油
H2=637.5-(%T
18
38CrA
850°C/油
已=50.9-。
鬆皿十2
19
38CrMoAIA
930°C/油
Hl64—(%0T
(T<5509)
930X/油
已=95-%/
(T>5509)
20
40Cr
850"C/油
也=75-(%声
21
40CrNi
850乜/油
H1=63-%T
22
40CrNiMo
850°C/油
已=62.5-(%°T
23
50Cr
835°C/油
H1=63.5-(%5T
24
50CrVA
850°C/油
H1=73-(%4T
25
55SiMoV
850°C/油
H1=6°-(%0T
26
55SiMnMoV
870°C/油
H1=61-%5T
27
60SiZMn
860°C/油
H1=68-%250T2
28
65Mn
820°C/油
H1=74-%t
29
T7
810°C/水
比=77.5-%T
30
T8
800°C/水
H1=78。
丫
31
T10
780°C/水
比=827-%竹
32
T12
780°C/水
H1=72.5-%6T
33
CrMn
840°C/油
H1=67-%0T
(100°C 34 CrWMn 830七/油 H1=69-%5T 35 Cr12 980°C/油 已=64-(%0T (T<5009) 980°C/油 已=107.5-(%0T (T>500°C) 36 Cr12MoV 1000°C/油 H1=65%T (T<5009) 37 Cr12Mo 970X/油 H3=850-開T (T<5009) 970X/油 H3=1267-(%T (T>500°C) 38 3CrZW8V 1150°C/油 H3=1750-2T (T<6009) 39 8Cr3 870°C/油 H1=68-(%50T (T<5209) 870°C/油 也=148—(%T (T>520°C) 40 8CrV 950°C/油 H3=800-(%T 41 9Cr3Si 865"C/油 H1=69-%0T 42 5CrNiMo 855"C/油 出=72.5-%6『 43 5CrMnMo 8559/油 H1=69-%oT 44 W18Cr4V 1280°C/油 已=93-(%1250旷 45 GCr15 850°C/油 已=733-(%T 46 1Cr13 1040七/油 (T<4509) 1040°C/油 也=1150-(%0T (450°C 47 2Cr13 1020P/油 已=150-(^T (T>5509) 48 3Cr13 1020°C/油 出=62-(%)10仃2 (T>3509) 49 4Cr13 1020°C/油 H1=68.5-(2%110‘T2 (T>4009) 50 1Cr17Ni2 1060°C/油 也=60-(%/ (T>4009) 51 9Cr18 1060°C/油 已=62-%/ (T<4509) 1060°C/油 已=83-%/ (T>450°C)
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